用于 C++ 中类型转换的 Visual Studio 编译器优化答案

【问题标题】：Visual studio compiler optimisation for type casting in C++用于 C++ 中类型转换的 Visual Studio 编译器优化
【发布时间】：2016-02-29 09:41:11
【问题描述】：

我在代码中有以下语句：

int a = (int)( (float)(b * 1000) / (float)c + .5f );

其中b 也是int，而c 是一个unsigned int，具有一个恒定值（在我的测试运行中为 15）

该语句在一个 while 循环中，其中 b 在每次迭代中递增 1。

在我决定在 Visual Studio 中打开优化标志（最大化速度）之前，这段代码运行良好。之后，a 会随机发生溢出（即它的值为-2147483647）。在进一步调查时，这种溢出过去常常发生在 b 的不同值上。在我观察到的测试运行中，发生溢出的 b 值在 9-12 之间。

解决问题的方法是进行如下所示的小改动：

int a = (int)( (b * 1000.f) / c + .5f );

您对这有什么帮助有任何想法吗？它工作正常，但我不知道为什么？

编辑：根据 cmets 添加更多信息：

在记录时，我观察到：

(float)(b * 1000) / (float)c + .5f

被评估为一个非常大的 value ，当类型转换为 int 时导致溢出。但是，float(b*1000) 和 float(c) 分别计算正确。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

b * 1000 很可能会溢出int 类型；这样做的行为是未定义。

删除所有那些令人困惑的演员表，并使用

b * 1000.0 / c + 0.5

相反。 1000.0 是 double 字面量，并导致第一项以浮点数计算。

在转换回int 之前，您应该检查表达式的大小，尤其是在c 很小的情况下。 std::numeric_limits 对此很有用。

【讨论】：

【解决方案2】：

b * 1000 是int * int，所以会发生整数乘法，溢出风险较高。（有符号整数算术溢出是未定义的行为）

将b 转换为float 也可以解决此问题。

int a = (int)( (float)b * 1000 / (float)c + .5f );

【讨论】：